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热工基础题库（含答案)

一、选择题

1.以下哪种物质的导热系数最大（）

A.空气

B.水

C.铜

D.玻璃

答案：C。铜是金属，金属的导热系数通常比气体（如空气）、液体（如水）和非金属固体（如玻璃）大得多。

2.热力学第一定律的实质是（）

A.能量转换与守恒定律

B.卡诺定理

C.熵增原理

D.热力学第零定律

答案：A。热力学第一定律就是能量转换与守恒定律在热现象中的具体体现。

3.定容过程中，系统吸收的热量等于（）

A.系统内能的增加

B.系统焓的增加

C.对外做的功

D.熵的变化

答案：A。根据热力学第一定律$Q=\DeltaU+W$，定容过程$W=0$，所以$Q=\DeltaU$。

4.已知某理想气体的定压比热$c_p$和定容比热$c_v$，则该气体的比热比$\gamma$为（）

A.$c_p/c_v$

B.$c_v/c_p$

C.$c_pc_v$

D.$c_p+c_v$

答案：A。比热比$\gamma$的定义就是定压比热$c_p$与定容比热$c_v$的比值。

5.卡诺循环由两个（）过程和两个（）过程组成。

A.等压，等容

B.等温，等熵

C.等焓，等熵

D.等压，等温

答案：B。卡诺循环由两个可逆等温过程和两个可逆绝热（等熵）过程组成。

二、填空题

1.热量传递的基本方式有__________、__________和__________。

答案：热传导、热对流、热辐射。这是热量传递的三种基本物理方式。

2.理想气体的状态方程为__________，其中各符号的含义分别是__________。

答案：$pV=mRT$；$p$是压力，$V$是体积，$m$是质量，$R$是气体常数，$T$是热力学温度。

3.熵是衡量系统__________程度的状态参数。

答案：无序。熵值越大，系统的无序程度越高。

4.朗肯循环是由__________、__________、__________和__________四个过程组成。

答案：定压加热、绝热膨胀、定压放热、绝热压缩。这四个过程构成了朗肯循环的基本流程。

5.湿空气是__________和__________的混合物。

答案：干空气、水蒸气。湿空气就是干空气和水蒸气的混合气体。

三、判断题

1.导热系数是材料的物性参数，与温度无关。（）

答案：错误。导热系数一般与温度有关，大多数材料的导热系数会随温度变化而变化。

2.热力学第二定律表明，热机的热效率可以达到100%。（）

答案：错误。根据热力学第二定律，热机不可能将吸收的热量全部转化为功，热效率不可能达到100%。

3.等压过程中，系统吸收的热量等于焓的增加。（）

答案：正确。由热力学第一定律和焓的定义可推导出等压过程$Q=\DeltaH$。

4.理想气体的内能和焓都只是温度的单值函数。（）

答案：正确。对于理想气体，其内能和焓只与温度有关。

5.热对流只能发生在液体和气体中。（）

答案：正确。热对流是流体中质点发生相对位移而引起的热量传递，只有液体和气体具有流动性，能发生热对流。

四、简答题

1.简述热传导的傅里叶定律。

答案：傅里叶定律指出，在导热现象中，单位时间内通过给定截面的热量，正比例于垂直于该截面方向上的温度变化率和截面面积，而热量传递的方向则与温度升高的方向相反。其数学表达式为$Q=\lambdaA\frac{dT}{dx}$，其中$Q$是热流量，$\lambda$是导热系数，$A$是垂直于热流方向的截面积，$\frac{dT}{dx}$是温度梯度。

2.说明卡诺循环的意义。

答案：卡诺循环具有重要意义。首先，卡诺循环在理论上确定了热机效率的极限值，指出了提高热机效率的方向，即尽量提高高温热源温度，降低低温热源温度。其次，卡诺循环为热力学第二定律的建立奠定了基础，它揭示了热功转换的不可逆性本质。最后，卡诺循环的提出为实际热机的设计和改进提供了理想的模型和参考标准。

3.什么是水蒸气的干度和湿度？

答案：干度是指湿蒸汽中干饱和蒸汽的质量与湿蒸汽总质量的比值，用$x$表示，$0\leqx\leq1$。干度反映了湿蒸汽中干饱和蒸汽的含量。湿度是指湿空气中水蒸气的含量，有绝对湿度和相对湿度之分。绝对湿度是指单位体积湿空气中所含水蒸气的质量；相对湿度是指湿空气中水蒸气的实际分压力与同温度下水蒸气的饱和分压力之比，它反映了湿空气接近饱和的程度。

4.简述热力学第零定律及其作用。

答案：热力学第零定律表述为：如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡（温度相同），则它们彼此也必定处于热平衡。其作用是为温度的测量提供了理论基础，它定义了温度的概念，使得